Автоматическая и дистанционная система для управления судовым двигателем внутреннего сгорания

 

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ И ДИСТАНЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая пост управления, связанный с задатчиком режима и с логическим блоком управления, который соединен с двумя электрогидравлическими преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключенным к рукояткам управления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации управления, в систему введены формирователь режимов, компаратор реверса, выходной формирователь сигналов режимов, выходной формирователь сигналов реверса, датчик положения рукоятки реверса, датчик обратной связи и переключатель команд, причем задатчик режима связан с преобразователем управления реверсом через компаратор реверса и выходной формирователь сигналов реверса, а с преобразователем управления режимами - через формирователь режимов и выходной формирователь сигналов режимов, датчик обратной связи подключен к. формирователю режимов, рукоятка управления реверсом через датчик положения рукоятки -реверса связана с формирователем режимов (Л и с компаратором реверса, а переключатель команд связан с логическим блоком. 00 Oi

„„SU„„1078116

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СоаЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А у у F 02 D 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;. "A5QЯ11ДЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Р1) 3445285/25-06 (25) 3445287/25-06 (22) 28.05 82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) М. Г. Шперлинг, Г. А. Вдовина, А. В; Мушанов и Б. А. Ермолинский (53) 621.436-545 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 580338, кл. F 02 D 1/12, 1975. (54) (57) 1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ И ДИСТАНЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая пост управления, связанный с задатчиком режима и с логическим блоком управления, который соединен с двумя электрогидравлическими преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключенным. к рукояткам управления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации управления, в систему введены формирователь режимов, компаратор реверса, выходной формирователь сигналов режимов, выходной формирователь сигналов реверса, датчик положения руко ятки реверса, датчик обратной связи и переключатель команд, причем задатчик режима связан с преобразователем управления реверсом через компаратор реверса . и выходной формирователь сигналов реверса, а с преобразователем управления режимами — через формирователь режимов и выходной формирователь сигналов режимов, датчик обратной связи подключен к, формирователю режимов, рукоятка управления реверсом через датчик положения рукоятки Я .реверса связана с формирователем режимов и с компаратором реверса, а переключатель команд связан с логическим блоком.

107811.6

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь режимов содержит сумматор, к двум входам которого подключены соответственно задатчик режима и датчик обратной связи, широтно-импульсный модулятор, подключенный к выходу сумматора, формирующий усилитель, связанный с выходным формирователем сигналов режимов, элементы И и ИЛИ и пороговый усилитель, причем первый вход элемента И связан через пороговый усилитель с компаратором реверса, второй вход — с элементом ИЛИ, соединенным с датчиком положения рукоятки реверса и с компаратором реверса, третий вход — с широтно-импульсным модулятором, а выход — с формирующим усилителем.

Изобретение относится к судостроению, в частности к автоматическим и дистанционным системам для управления судовым двигателем внутреннего сгорания.

Известна система дистанционного управления для судового двигателя внутреннего сгорания, содержащая пост управления, связанный с задатчиком режима с логическим блоком управления, который соединен с двумя преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключен- 10 ными к рукояткам управления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком (1).

Недостатком указанной системы является то, что при неправильных действиях оператора, особенно при швартовых операциях, при реверсировании с высоких оборотов, может произойти заглохание двигателя, что ведет к аварии судна. При управлении скоростными режимами требуется повышенная внимательность экипажа и его занятость до полного выполнения заданного режима.

Цель изобретения — обеспечение автоматизации управления скоростным режимом 2S и реверсированием.

Указанная цель достигается тем, что в систему дистанционного управления для судового двигателя внутреннего сгорания, содержащую пост управления, связанный с задатчиком режима и с логическим блоком управления, который соединен с двумя электрогидравлическими преобразователями управления режимами и управления реверсом, подключенным к рукояткам управ3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что компаратор реверса содержит три элемента памяти и три элемента И, соответствующие режимам реверса «Вперед», «Холостой ход» и «Назад», элемент задержки времени и элемент ИЛИ, причем управляющие входы элементов памяти связаны с задатчиком режима, к входам сброса элементов памяти подключен датчик положения рукоятки реверса, а выходы элементов И соединены с выходным формирователем сигналов реверса, к вторым входам элементов И «Вперед» и «Назад» подсоединен элемент задержки времени, связанный с

„датчиком положения рукоятки реверса, а второй вход элемента И «Холостой ход» связан с датчиком положения рукоятки реверса через элемент ИЛИ. ления режимами и управления реверсом, причем рукоятка управления режимами связана через датчик положения рукоятки режимов с логическим блоком, дополнительно введены формирователь режимов, компаратор реверса, выходной формирователь сигналов режимов, выходной формирователь сигналов реверса; датчик положения рукоятки реверса, датчик обратной связи и переключатель команд, причем задатчик режима связан с преобразователем управления реверсом через компаратор реверса и выходной формирователь сигналов реверса, а с преобразователем управления режимами — через формирователь режимов и выходной формирователь сигналов режимов, датчик обратной связи подключен к формирователю режимов, рукоятка управления реверсом через датчик положения рукоятки реверса связана с формирователем режимов и с компаратором реверса, а переключатель команд связан с логическим блоком.

При этом формирователь режимов содержит сумматор, к двум входам которого подключены соответственно задатчик режима и датчик обратной связи, широтноимпульсный модулятор, подключенный к выходу сумматора, формирующий усилитель, связанный с выходным формирователем сигналов режимов, элементы И и ИЛИ и пороговый усилитель, причем первый вход элемента И связан через пороговый усилитель с компаратором реверса, второй вход— с элементом ИЛИ, соединенным с датчиком положения рукоятки реверса и с компаратором реверса, третий вход — с ши1078116 ротно-импульсным модулятором, а выход— с формирующим усилителем.

Кроме того, компаратор реверса содержит три элемента памяти и три элемента

И, соответствуюшие режимам реверса «Вперед», «Холостой ход», и «Назад», элемент задержки времени и элемент ИЛИ, причем управляющие входы элементов памяти связаны с задатчиком режима, к входам сброса элементов памяти подключен датчик положения рукоятки реверса, а выходы элементов памяти через первые входы элементов И соединены с выходным формирователем сигналов реверса, к вторым входам элементов И «Вперед» и «Назад» подсоединен элемент задержки времени, связанный с датчиком положения рукоятки реверса, а второй вход элемента И «Холостой ход» связан с датчиком положения рукоятки реверса через элемент ИЛИ.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 функциональная схема системы предлагаемого устройства; на фиг. 3-5 — диаграммы и графики положения задатчика и исполнительных механизмов реверса (ИМР) и главного регулятора (ИМГР).

Кнопочный пост 1 управления с расположенными кнопками 1.1 «1«, 1.2 «1«и 1.3, соединен с переключателем 2 режимов, который также соединен с задатчиком 3 режимов, содержащим переменный резистор

3.4 и микровыключатели 3.2-3.4. Пост 1 соединен также с логическим блоком 4, который содержит элемент И 4.1, входные элементы ИЛИ 4.2 и 4.3, элементы И 4.1, 4.4, элемент ИЛИ 4.5, элементы И 4.6, 4.7, усилители второй скорости» 4.8, «Больше» 4.9 и «Меньше» 4.10, элементы Vi 4.11-4.14 и элемент ИЛИ 4.15. К логическому блоку

4 подключен переключатель 5 команд («упор нулевой подаЧи — упор реверсирования» (УНП-УР) .

Формирователь 6 режимов содержит выпрямитель 6.1, соединенный с сумматором 6.2, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 6.3, элемент и 6.4, .пороговые усилители 6.5, 6.6, элемент 6.7 и ИМР 16, формируюший усилитель 6.8. Компаратор 7 реверса содержит три элемента 7.1-7.3 памяти, элементы И 7.4-7.6, элемент 7.7 задержки времени и элемент ИЛИ 7.8. Выходной формирователь 8 сигналов режимов содержит элемент НЕ 8.1, элементы ИЛИ

8.2, 8.3 и элемент И 8.4. Выходной формирователь 9 сигналов реверса содержит элементы И 9.1-9.3, элементы памяти 9.4-9.6, элементы ИЛИ 9.7 и 9.8. Система также содержит электрогидравлический преобразователь 10 (ЭГП) управления режимами и ЭГП 11 управления реверсом, причем ЭГП

10 связан через параллельно подключенньгедроссель 12 и электрогидравлический клапан 13 большой скорости с ИМГР 14, который кинематически связан с датчиком 15

1О

55 положения рукоятки режимов, который содержит два блока микровыключателей—

«Упор реверсирования-максимальные обороты» (УР-МО) 15.1 и «Упор нулевой подачи — упор реверсирования» (УНР-УР)

15.2.

ИМР 16 кинематически связан с датчиком 17 положения рукоятки реверса, который снабжен тремя блоками микрбвыключателей 17.1-17.3 . ИМГР 14 кинематически соединен с рукояткой 18 управления режимами, а ИМР 16 — с рукояткой 19 управления реверсом, которые находятся в местном посту 20 управления двигателя 21. С коленчатым валом 22 двигателя 21 связан датчик 23 обратной связи.

Система в режимах дистанционного (ДУ и следящего (СУ) управления работает следуюшим образом.

1. Режим дистанционного управления.

Переключатель 2 установлен в положении ДУ. При нажатии кнопки 1 1 (1) из положения (ХХ) в положение (В) сигнал через элементы И 4.14, ИЛИ 9.1, элемент

9.4 памяти элемент ИЛИ 9.7 поступает на

ЭГП 11. Рабочая жидкость поступает в

ИМР 16, который переводит рукоятку 9 управления реверсом в крайнее положение, соответствующее- положению «Вперед», при этом блок 17.2 микровыключателей размыкается, а блок 17.1 замыкается, осуществляя сброс элемента 9.4 памяти. При последующем нажатии на кнопку 1.1 (t) сигнал через элементы ИЛИ 4.2, И 4.6, усилитель 4.9, элементы ИЛИ 8.2, И 8.4 поступает на ЭГП 10. Рабочая жидкость через гидравлический дроссель 12 поступает в

ИМГР 14, кинематически связанный с рукояткой 18 управления режимами и датчиком 15 положения рукоятки режимов, задавая новый скоростной режим двигателю 21.

При необходимости экстренного торможения судна (быстрого сброса оборотов) воздействуют на кнопку 1.3 поста 1 Сигнал с кнопки !.3 через элементы ИЛИ 4.3, И

4.7, усилитель 4.10, элемент ИЛИ 8.3 поступает на ЭГП 10. Одновременно сигнал через усилитель 4.8 поступает на клапан-13, шунтирующий гидравлический дроссель 12.

Клапан открывается и обеспечивает вторую (большую) скорость рукоятки !8 управления режимами, выводя регулятор двигателя в положение упора реверсирования. Это положение фиксируется разомкнутым состоянием блоков 15.1 и 15.2 микровыключателей, элементом И 4.4. Питание кнопки 1.3 поступает через нормально разомкнутый контакт блока 15.1 микровыключателя, обеспечивая действие кнопки 1.3 только в зоне оборотов до упора реверсирования.

При уменьшении оборотов или при реверсировании система работает от кнопки 1:2 (3 ) аналогично описанному.

1078116

2. Режим следящего управления (СУ).

Работа системы в режиме СУ рассмотрена при переходе из режима «Назад» в положение максимальных оборотов.

Переключатель 2 режимов установлен в положение СУ.

Задатчик 3 режимов устанавливается в положение максимальных оборотов, при этом последовательно замыкаются блоки

3 3 (ХХ) и 3 2 (В) микровыключателей, а переменный резистор 3.1 связанный с сумматором 6.2, выдает напряжение, пропорциональное максимальным оборотам (фиг. 3 и 5). При замыкании микровыключателей 3.3 и 3.2, последовательно срабатывают элементы 7.2 и 7.1 памяти. Сигнал с выхода элемента 7.2 памяти через элементы

И 7.5, ИЛИ 9.2 включает элемент 9.5 памяти, выход которого через элементы ИЛИ

9.7 и 9.8 одновременно включает ЭГП 11.

При подаче жидкости в обе полости ИМР

16 последний поворачивает рукоятку 19 управления реверсом в положение «Холостой ход» (фиг. 4), одновременно кинематически связанный с ИМР 16, датчик 17 положения рукоятки реверса замыкает блок

17.2 микровыключателей. При замыкании контактов блока 17.2 сбрасываются элементы 7.2 и 9.5 памяти. От микровыключателя 17.2 включается элемент 7.7 задержки времени, который через время t, например

4 с, подаст сигнал на элемент И 7.4, на второй вход которого поступает сигнал от элемента 7.1 памяти, на третий вход от порогового усилителя 6.5, связанного через выпрямитель 6.1 с датчиком 23 обратной связи, разрешающего производить включение реверсивной муфты в положение «Вперед», .на четвертый вход поступает сигнал от элемента И 4.4, подтверждающий нахождение

ИМГР 14 в положение упора реверсирования (микровыключатели 15.1 и 15.2 разом кнуты). Сигнал с элемента И 7.4 через элемент ИЛИ 9.1, элемент 9.4 памяти и элемент ИЛИ 9.7 включает ЭГП 11, перепус- 4п кающий рабочую жидкость в ИМР 16, который переводит рукоятку 19 управления г- УР реверса и датчик 17 в положение реверсивной муфты «Вперед», при этом контакт микровыключателя 17.2 размыкается, а микровыключатель 17.1 замыкается. По этому сигналу сбрасываются элементы 7.1 и 9.4 памяти и дается разрешение через элементы ИЛИ 6.7 и И 6.4 на увеличение оборотов через усилитель 6.8, элемент ИЛИ 8.2 и И 8.4 на ЭГП 10, перепускающий рабочую жидкость в ИМГР 14, который поворачивает рукоятку 18 управления режимами, задавая новый скоростной режим, до полного согласования напряжений на входе сумматора 6.2, с задатчика режимов 3 и датчика 23 обратной связи. Устойчивость управления без автоколебаний и перерегулирования обеспечивается ШИМ 6.3. 3адержка по времени включения реверсивной муфты «Вперед» или «Назад» необходима для гашения. инерции судна во избежание заглушения двигателя при реверсировании.

При обрыве линии связи между датчиком

23 обратной связи и сумматором 6.2 пороговый усилитель 6.6 снимает сигнал с элемента И 6.4, тем самым обеспечивает консервативность системы. При работе в режиме СУ и необходимости остановки двигателя переключатель 5 команд устанавливается в положение УНП; при этом через элементы ИЛИ 4.3, И 4.7, усилитель 4.10, элемент ИЛИ 8.3 сигнал поступает на ЭГП

10, который, воздействуя на ИМГР 14, выводит его в положение упора нулевой подачи.

Одновременно сигнал через элемент НЕ 8.1 снимает сигнал с элемента И 8.4, не пропуская сигнал с усилителя 6.8 на ЭГП 10.

Увеличение оборотов на заднем ходу обеспечивается двухскатной характеристикой переменного резистора 3.1 и односкатной характеристикой датчика 23 обратной связи (фиг. 3 и 5).

Использование озобретения позволит существенно повысить уровень автоматизации главных судовых энергетических установок и улучшить условия их эксплуатации.

1078116

Редактор С. Патрушева

Заказ 90 l /27

Составитель С. Березин

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП аПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4